目錄
第一篇 緒論
第一章 全球變化與生物入侵概述 3
第一節(jié) 生物入侵 3
第二節(jié) 生物入侵是全球變化的重要組成部分 5
第三節(jié) 生物入侵與全球變化主要要素的相互作用 9
一、氣候變化 10
二、大氣CO2濃度升高 11
三、氮富集 13
四、土地利用變化 14
五、野火 15
六、國際貿(mào)易 16
第四節(jié) 本書結(jié)構(gòu) 17
參考文獻(xiàn) 18
第二篇 全球變化與生物入侵過程
第二章 氣候變暖對(duì)入侵植物的影響 25
第一節(jié) 我國入侵植物概況 25
一、入侵植物數(shù)量特征 25
二、入侵植物分布 27
第二節(jié) 氣溫升高對(duì)外來入侵植物的影響 28
一、影響植物入侵的氣候假說 29
二、氣溫升高對(duì)外來入侵植物個(gè)體的影響 29
三、氣溫升高對(duì)外來入侵植物種群的影響 30
四、氣溫升高對(duì)外來入侵植物群落的影響 31
第三節(jié) 全球氣候變暖對(duì)植物入侵范圍的影響 32
一、氣候變暖對(duì)典型植物入侵范圍的影響 32
二、氣候變暖對(duì)我國外來植物入侵范圍的影響 35
第四節(jié) 展望 37
一、氣候變暖背景下的植物入侵風(fēng)險(xiǎn) 37
二、氣候變暖背景下的植物入侵防控 38
參考文獻(xiàn) 41
第三章 氣候變化下入侵植物的適應(yīng) 47
第一節(jié) 氣候變化下植物面臨的挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)策略 47
一、氣候變化對(duì)植物的影響 47
二、植物應(yīng)對(duì)氣候變暖的策略 49
第二節(jié) 植物適應(yīng)氣候變暖和入侵的共同機(jī)制 50
一、表型可塑性 50
二、適應(yīng) 51
第三節(jié) 植物適應(yīng)氣候變暖的研究方法 53
一、生態(tài)學(xué)方法 53
二、分子生物學(xué)方法 54
第四節(jié) 外來植物對(duì)氣候變暖的適應(yīng) 54
一、外來植物對(duì)入侵地氣候條件的預(yù)適應(yīng) 54
二、外來植物對(duì)入侵地氣候的快速適應(yīng) 55
第五節(jié) 展望 56
參考文獻(xiàn) 57
第四章 入侵陸棲脊椎動(dòng)物分布區(qū)對(duì)氣候變化的響應(yīng) 62
第一節(jié) 氣候變化與入侵陸棲脊椎動(dòng)物分布區(qū)動(dòng)態(tài)概述 62
第二節(jié) 入侵陸棲脊椎動(dòng)物分布區(qū)大小對(duì)氣候變化的響應(yīng) 63
一、影響陸棲脊椎動(dòng)物分布區(qū)大小的理論假說 63
二、陸棲脊椎動(dòng)物入侵過程的氣候生態(tài)位偏移 67
第三節(jié) 入侵陸棲脊椎動(dòng)物分布區(qū)擴(kuò)張對(duì)氣候變化的響應(yīng) 70
一、入侵陸棲脊椎動(dòng)物在全球化時(shí)代的加速擴(kuò)張 70
二、入侵陸棲脊椎動(dòng)物分布區(qū)擴(kuò)張過程中對(duì)氣候變化的跟蹤 73
第四節(jié) 入侵陸棲脊椎動(dòng)物生物地理格局對(duì)氣候變化的響應(yīng) 77
一、入侵陸棲脊椎動(dòng)物重塑傳統(tǒng)生物地理格局 77
二、塑造入侵陸棲脊椎動(dòng)物生物地理格局的主要理論假說 80
第五節(jié) 總結(jié)與展望 82
一、總結(jié) 82
二、展望 82
參考文獻(xiàn) 83
第五章 氣候變化下入侵動(dòng)物的進(jìn)化 96
第一節(jié) 入侵動(dòng)物表型可塑性進(jìn)化 96
一、表型可塑性進(jìn)化的概念 96
二、入侵動(dòng)物表型可塑性進(jìn)化的方式 97
三、誘導(dǎo)表型可塑性進(jìn)化產(chǎn)生的分子機(jī)制 99
四、入侵動(dòng)物表型可塑性進(jìn)化案例分析 100
第二節(jié) 入侵動(dòng)物遺傳適應(yīng)性進(jìn)化 101
一、遺傳適應(yīng)性進(jìn)化的概念與類型 101
二、遺傳適應(yīng)性進(jìn)化與表型可塑性進(jìn)化的關(guān)系與相對(duì)重要性 102
三、入侵動(dòng)物遺傳適應(yīng)性進(jìn)化案例分析 103
第三節(jié) 入侵動(dòng)物進(jìn)化與氣候變化關(guān)系的分析方法 104
一、與環(huán)境適應(yīng)相關(guān)遺傳變異位點(diǎn)的篩選 105
二、預(yù)測(cè)入侵動(dòng)物種群的遺傳適應(yīng)性 106
三、全球變化驅(qū)動(dòng)的入侵動(dòng)物進(jìn)化與擴(kuò)散趨勢(shì)預(yù)測(cè)案例分析 106
第四節(jié) 中國入侵動(dòng)物案例分析 107
第五節(jié) 結(jié)論與展望 108
參考文獻(xiàn) 108
第六章 氣候變暖對(duì)入侵物種種間關(guān)系的影響 116
第一節(jié) 種間關(guān)系與生物入侵 116
一、種間競(jìng)爭(zhēng)與生物入侵 116
二、協(xié)同進(jìn)化與植物入侵 118
三、互利共生與植物入侵 118
第二節(jié) 氣候變暖對(duì)入侵植物與土著植物關(guān)系的影響 119
第三節(jié) 氣候變暖對(duì)入侵植物與動(dòng)物關(guān)系的影響 120
一、植食性昆蟲 120
二、傳粉昆蟲 122
三、多級(jí)營(yíng)養(yǎng) 122
第四節(jié) 氣候變暖對(duì)入侵植物與微生物關(guān)系的影響 123
第五節(jié) 氣候變暖對(duì)入侵動(dòng)物及其種間關(guān)系的影響 123
第六節(jié) 展望 124
參考文獻(xiàn) 125
第七章 中國的入侵物種對(duì)氣候變化的響應(yīng) 129
第一節(jié) 引言 129
一、入侵物種多樣性和地理分布 130
二、外來入侵物種的地理起源地分布 132
三、外來物種的入侵生境及影響 133
第二節(jié) 中國的生物入侵和氣候變化 134
一、氣溫升高的影響 135
二、降水格局改變的影響 137
三、極端氣候事件的影響 139
四、大氣CO2濃度升高的影響 141
第三節(jié) 展望 144
第四節(jié) 小結(jié) 146
參考文獻(xiàn) 146
第八章 CO2濃度增加對(duì)入侵物種的影響 155
第一節(jié) CO2濃度增加對(duì)入侵植物的影響 155
一、對(duì)入侵植物個(gè)體和種群的影響 155
二、對(duì)植物種間競(jìng)爭(zhēng)的影響 157
第二節(jié) CO2濃度增加對(duì)入侵動(dòng)物的影響 159
第三節(jié) CO2濃度增加對(duì)群落和生態(tài)系統(tǒng)的影響 161
一、對(duì)群落的影響 161
二、水生陸生生態(tài)系統(tǒng)的差異 164
第四節(jié) 結(jié)論與預(yù)測(cè) 165
參考文獻(xiàn) 166
第九章 海平面上升與鹽沼生物入侵 173
第一節(jié) 海平面上升概況 173
一、全球海平面上升趨勢(shì) 173
二、海平面上升的驅(qū)動(dòng)因素 175
三、海平面上升背景下鹽沼濕地的演變 176
第二節(jié) 海平面上升對(duì)鹽沼生物入侵主要過程的影響 177
一、鹽沼生物入侵概況 177
二、潮汐過程 178
三、水鹽過程 180
四、水沙過程 180
五、生物互作 181
第三節(jié) 海平面上升對(duì)主要鹽沼入侵生物類群的影響 182
一、入侵植物 182
二、入侵動(dòng)物 185
三、其他入侵生物 186
第四節(jié) 結(jié)論與展望 187
參考文獻(xiàn) 189
第十章 環(huán)境污染與植物入侵 197
第一節(jié) 與植物入侵相關(guān)的環(huán)境污染類型概述 197
一、土壤污染 197
二、水體污染 198
三、大氣污染 200
四、新興污染物 201
第二節(jié) 環(huán)境污染對(duì)入侵植物的影響 202
一、入侵植物具有更強(qiáng)的耐受環(huán)境污染能力 202
二、污染物提高了入侵植物的抗蟲性與抗病能力 203
三、環(huán)境污染增強(qiáng)了入侵植物的競(jìng)爭(zhēng)能力 204
第三節(jié) 入侵植物對(duì)環(huán)境污染的響應(yīng) 205
一、入侵植物富集和轉(zhuǎn)移污染物 205
二、入侵植物對(duì)長(zhǎng)期低劑量持續(xù)污染的響應(yīng) 206
三、入侵植物對(duì)土壤污染的響應(yīng) 208
四、入侵植物對(duì)水體污染的響應(yīng) 210
五、入侵植物對(duì)大氣污染的響應(yīng) 210
六、入侵植物對(duì)新興污染物的響應(yīng) 211
七、入侵植物對(duì)復(fù)合污染的響應(yīng) 212
第四節(jié) 中國入侵植物與環(huán)境污染研究案例分析 213
一、美洲商陸 213
二、紫莖澤蘭 215
參考文獻(xiàn) 216
第十一章 土地利用變化與生物入侵 224
第一節(jié) 土地覆蓋與土地利用變化 224
一、人類活動(dòng)與土地利用變化 224
二、氣候/氣象與土地利用變化 225
三、土地利用變化的根源及復(fù)雜性 225
第二節(jié) 土地利用變化加劇生物入侵 226
一、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地改變與生物入侵 228
二、城市用地變化與生物入侵 228
三、景觀變化與植物入侵 229
四、以土地利用史預(yù)測(cè)入侵植物分布 230
第三節(jié) 生物入侵促進(jìn)土地利用變化 230
一、多年生木本植物入侵放牧生態(tài)系統(tǒng) 231
二、檉柳對(duì)美國西南部河岸恢復(fù)的影響 231
三、銀荊入侵南非對(duì)景觀的塑造作用 232
四、歐洲青蟹入侵與新英格蘭南部灘涂恢復(fù) 233
第四節(jié) 展望 233
一、土地利用變化為入侵創(chuàng)造機(jī)會(huì)之窗 233
二、土地利用和氣候變化的綜合影響 234
三、土地利用規(guī)劃如何減少入侵 234
四、棲息地恢復(fù)中的入侵物種控制 235
五、生物入侵的文化層面及積極影響 235
參考文獻(xiàn) 235
第十二章 城市化與生物入侵 239
第一節(jié) 城市化 239
一、城市化概念 239
二、城市化發(fā)展現(xiàn)狀 239
三、城市化導(dǎo)致的環(huán)境問題 240
第二節(jié) 城市化過程中驅(qū)動(dòng)生物入侵的因素 243
一、環(huán)境因素 243
二、人為因素 245
三、生物因素 245
第三節(jié) 城市化對(duì)不同入侵階段的影響 246
一、引入階段 246
二、定殖階段 247
三、建群階段 248
四、擴(kuò)散階段 248
第四節(jié) 生物入侵對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)的影響 249
一、城市生物區(qū)系 249
二、城市環(huán)境 251
三、基礎(chǔ)設(shè)施 251
四、人類健康 251
第五節(jié) 結(jié)論與展望 252
參考文獻(xiàn) 252
第十三章 國際貿(mào)易和入侵物種的擴(kuò)張 259
第一節(jié) 國際貿(mào)易與生物入侵概述 259
一、國際貿(mào)易引起生物入侵 259
二、國際貿(mào)易引起生物入侵的特點(diǎn) 260
三、國際貿(mào)易引起生物入侵的危害 263
第二節(jié) 國際貿(mào)易與生物入侵的關(guān)系 264
一、國際貿(mào)易對(duì)生物入侵的直接影響 264
二、國際貿(mào)易對(duì)生物入侵的間接影響 265
三、生物入侵對(duì)國際貿(mào)易的影響 266
第三節(jié) 國際貿(mào)易引致生物入侵的途徑 267
一、人為有意引入 267
二、人為無意引入 269
第四節(jié) 國際貿(mào)易引致生物入侵對(duì)我國的影響 272
一、對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能的影響 272
二、對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的影響 273
三、對(duì)人類健康的影響 275
第五節(jié) 國際貿(mào)易引致的入侵物種擴(kuò)張管理 276
一、入侵物種的預(yù)防策略 276
二、入侵物種的治理策略 278
第六節(jié) 面臨的挑戰(zhàn) 279
參考文獻(xiàn) 281
第十四章 全球變化與海洋生物入侵 285
第一節(jié) 氣候變化和人類活動(dòng)與海洋生物入侵現(xiàn)狀 286
一、海洋生物入侵現(xiàn)狀 286
二、全球變暖與海洋熱浪 288
三、海平面上升 290
四、海岸帶人工建筑 291
五、海洋運(yùn)輸 293
六、海水養(yǎng)殖 295
第二節(jié) 氣候變化和人類活動(dòng)影響下海洋生物入侵的過程與機(jī)制 297
一、氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)海洋生物擴(kuò)散與種群連通性的影響 298
二、海洋生物入侵中的跳板作用與避難所效應(yīng) 299
三、海洋生物入侵中的生理生化機(jī)制 300
第三節(jié) 氣候變化和人類活動(dòng)影響下海洋生物入侵的后果 301
一、氣候變化和人類活動(dòng)影響下海洋生物入侵的生態(tài)效應(yīng) 301
二、海洋生物入侵對(duì)濱海產(chǎn)業(yè)的影響 303
第四節(jié) 案例分析 304
一、黃海大型藻類暴發(fā) 304
二、潮間帶底棲生物分布變化 305
參考文獻(xiàn) 307
第三篇 全球變化與生物入侵相互作用的后果
第十五章 植物入侵、氣候變化和生態(tài)系統(tǒng)過程 319
第一節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)過程 320
一、碳循環(huán) 320
二、氮循環(huán) 321
三、其他循環(huán) 322
第二節(jié) 植物入侵對(duì)生態(tài)系統(tǒng)過程的影響 324
一、植物入侵對(duì)初級(jí)生產(chǎn)力的影響 324
二、植物入侵對(duì)土壤呼吸的影響 330
三、植物入侵對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳庫的影響 330
四、植物入侵對(duì)凈生態(tài)系統(tǒng)碳交換的影響 331
五、植物入侵對(duì)固氮的影響 332
六、植物入侵對(duì)生態(tài)系統(tǒng)氮庫的影響 333
七、植物入侵對(duì)生態(tài)系統(tǒng)氮輸出的影響 334
第三節(jié) 氣候變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)過程的影響 334
一、氣候變化對(duì)碳循環(huán)的影響 334
二、氣候變化對(duì)氮循環(huán)的影響 336
第四節(jié) 氣候變化與植物入侵相互作用的潛在影響 336
第五節(jié) 展望 338
參考文獻(xiàn) 339
第十六章 全球變化下生物入侵對(duì)生物多樣性的影響 347
第一節(jié) 外來生物入侵對(duì)土著生物多樣性的影響 347
一、生物入侵對(duì)遺傳多樣性的影響 348
二、生物入侵對(duì)物種多樣性的影響 349
三、生物入侵對(duì)生態(tài)系統(tǒng)多樣性的影響 349
第二節(jié) 生物入侵對(duì)生物多樣性影響的文獻(xiàn)計(jì)量分析 350
第三節(jié) 不同全球變化要素影響下生物入侵對(duì)生物多樣性的影響 351
一、氣候變暖背景下生物入侵對(duì)生物多樣性的影響 351
二、氮沉降背景下生物入侵對(duì)生物多樣性的影響 354
三、干旱背景下生物入侵對(duì)生物多樣性的影響 355
四、土地利用方式改變背景下生物入侵對(duì)生物多樣性的影響 357
第四節(jié) 生物入侵影響生物多樣性的機(jī)制 358
一、直接影響機(jī)制 358
二、間接影響機(jī)制 362
第五節(jié) 未來研究方向 364
一、生物快速進(jìn)化 364
二、多營(yíng)養(yǎng)級(jí)聯(lián)系 365
三、本地生態(tài)系統(tǒng)的敏感性及反饋 365
參考文獻(xiàn) 365
第十七章 生物入侵對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響 373
第一節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)概述 373
一、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)概念 373
二、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型 375
第二節(jié) 生物入侵影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的作用機(jī)制 379
一、生物入侵對(duì)生態(tài)系統(tǒng)供給服務(wù)的影響 380
二、生物入侵對(duì)生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)的影響 384
三、生物入侵對(duì)生態(tài)系統(tǒng)文化服務(wù)的影響 386
四、生物入侵對(duì)生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)的影響 388
第三節(jié) 展望 391
參考文獻(xiàn) 392
第十八章 全球變化下生物入侵對(duì)濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)的影響 398
第一節(jié) 濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)生物入侵現(xiàn)況 398
一、濱海濕地入侵生物概況 398
二、入侵植物 398
三、入侵動(dòng)物 400
第二節(jié) 全球變化要素與濱海濕地生物入侵的相互作用及其后果 402
一、氣候變暖 402
二、極端氣候事件 403
三、海平面上升 404
四、污染 404
五、土地利用變化 405
第三節(jié) 案例分析 406
一、互花米草在濱海鹽沼濕地的入侵 406
二、木本紅樹植物的入侵 411
第四節(jié) 展望 419
參考文獻(xiàn) 420
第十九章 全球變化下生物入侵對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與糧食安全的影響 434
第一節(jié) 全球變化下我國重要農(nóng)業(yè)外來入侵物種的發(fā)生趨勢(shì) 434
一、入侵植物 434
二、入侵害蟲 436
三、入侵病原微生物 438
第二節(jié) 全球變化下生物入侵對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響 441
一、生物入侵對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響 441
二、生物入侵對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響 445
第三節(jié) 全球變化下生物入侵對(duì)糧食安全的影響 447
一、生物入侵對(duì)糧食生產(chǎn)的影響 447
二、全球變化下生物入侵對(duì)糧食安全的新挑戰(zhàn) 448
第四節(jié) 加強(qiáng)全球變化下農(nóng)業(yè)生物入侵管控 450
一、農(nóng)業(yè)入侵物種野外智能化監(jiān)測(cè) 451
二、農(nóng)業(yè)入侵物種大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè) 452
參考文獻(xiàn) 455
第二十章 全球變化下生物入侵的經(jīng)濟(jì)影響 459
第一節(jié) 全球變化下生物入侵對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響方式 459
一、全球生物入侵經(jīng)濟(jì)影響的動(dòng)態(tài)變化 459
二、全球外來物種入侵經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估 460
三、外來入侵物種資源化利用的經(jīng)濟(jì)效益 463
第二節(jié) 全球變化背景下的生物入侵經(jīng)濟(jì)學(xué) 464
一、基于InvaCost數(shù)據(jù)庫的外來入侵物種經(jīng)濟(jì)損失核算 464
二、外來入侵物種防控的貨幣化評(píng)估體系 467
第三節(jié) 結(jié)論與展望 467
參考文獻(xiàn) 468
第四篇 全球變化下生物入侵的應(yīng)對(duì)
第二十一章 全球變化背景下生物入侵的應(yīng)對(duì)對(duì)策及防控措施 473
第一節(jié) 將生物入侵管理納入全球變化應(yīng)對(duì)的整體框架 473
一、生物入侵與全球變化關(guān)系 473
二、完善生物入侵防控與全球變化應(yīng)對(duì)法制建設(shè) 475
三、全球變化應(yīng)對(duì)與生物入侵管理架構(gòu)完善 480
四、全球變化背景下生物入侵全民防控網(wǎng)絡(luò)建設(shè) 482
第二節(jié) 結(jié)合全球變化影響完善生物入侵風(fēng)險(xiǎn)分析體系 483
一、生物入侵風(fēng)險(xiǎn)分析概述 483
二、生物入侵風(fēng)險(xiǎn)分析進(jìn)展 484
三、全球變化背景下生物入侵風(fēng)險(xiǎn)分析面臨的挑戰(zhàn)與對(duì)策 491
第三節(jié) 加強(qiáng)全球變化背景下入侵生物預(yù)警防控技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用 493
一、開展全國性普查，完善國家重點(diǎn)管控對(duì)象 493
二、結(jié)合傳統(tǒng)技術(shù)與新興技術(shù)，加強(qiáng)入侵物種的有效監(jiān)測(cè) 494
三、結(jié)合傳統(tǒng)技術(shù)與新興技術(shù)，加強(qiáng)入侵物種的科學(xué)預(yù)警及防控 496
四、結(jié)合全球變化框架，建設(shè)入侵物種預(yù)警防控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化體系 502
五、制定國家和地方行動(dòng)計(jì)劃，推進(jìn)生物入侵預(yù)警防控方案落實(shí) 505
六、加強(qiáng)國際合作，建設(shè)生物入侵防控區(qū)域協(xié)作網(wǎng)絡(luò) 505
第四節(jié) 緩解全球變化對(duì)入侵的影響，加強(qiáng)受損生境生態(tài)修復(fù)與效益評(píng)估 506
一、結(jié)合全球變化影響，厘清生態(tài)系統(tǒng)入侵受損趨勢(shì) 506
二、入侵受損生境生態(tài)修復(fù)技術(shù)及應(yīng)用 507
三、制定國家和地方行動(dòng)計(jì)劃，持續(xù)推進(jìn)入侵受損系統(tǒng)重大生態(tài)修復(fù)工程實(shí)施 509
四、結(jié)合全球變化影響，開展生物入侵治理與生態(tài)修復(fù)工程的效果及效益評(píng)估 510
第五節(jié) 將全球變化應(yīng)對(duì)和生物入侵防控納入公民生態(tài)科學(xué)教育體系 511
一、結(jié)合全球變化與生物入侵科學(xué)，加強(qiáng)轉(zhuǎn)化科學(xué)家人才培育體系建設(shè) 511
二、應(yīng)對(duì)全球變化，防控生物入侵，加強(qiáng)公民生態(tài)科學(xué)教育 511
參考文獻(xiàn) 512